Científicos desvelan imperfecciones atómicas en nanomateriales para revoluciones electrónicas y cuánticas tecnológicas

MadridInvestigadores de la Escuela de Ingeniería de NYU Tandon y KAIST han desarrollado un nuevo método para detectar pequeños defectos en el nitruro de boro hexagonal (hBN). Este avance podría impulsar innovaciones en electrónica y tecnología cuántica. Al identificar átomos de carbono que reemplazan a los de boro en el hBN, los científicos pueden ahora estudiar cómo estas imperfecciones afectan las propiedades del material.

Los aspectos clave de esta investigación están destacados.

• Investigadores aprovecharon el "ruido" electrónico para identificar imperfecciones en el hBN.
• Este método es similar a usar un estetoscopio para materiales bidimensionales.
• El estudio mejora el entendimiento de los efectos cuánticos en nanomateriales.

El método consiste en detectar las señales aleatorias de telegrafía (RTS), que son pequeñas variaciones en la corriente eléctrica debido a la interacción de electrones con defectos. Esta técnica emplea la electricidad para investigar estructuras atómicas.

El descubrimiento tiene aplicaciones más allá de solo encontrar defectos. El nitruro de boro hexagonal es un buen aislante y muy delgado, lo que lo hace útil para nuevos tipos de electrónica. Al estudiar y posiblemente controlar estos defectos atómicos, los investigadores podrían no solo prevenir daños, sino también utilizar estas imperfecciones para fines cuánticos específicos.

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Este método puede mejorar tanto la electrónica convencional como la tecnología cuántica, ayudando a comprender mejor los pequeños defectos en los materiales. Esto es beneficioso para los emisores de fotones individuales y los materiales utilizados en la computación cuántica. Tales avances podrían facilitar el desarrollo de sistemas de comunicación seguros o sensores cuánticos, donde la precisión a nivel atómico es crucial.

NYU y KAIST colaboran en una investigación internacional para mejorar sus estudios, utilizando simulaciones por computadora junto con datos experimentales. Estas simulaciones han revelado que los átomos de carbono son los principales defectos en la estructura de hBN. Este conocimiento facilita la modificación de las propiedades del material, abriendo nuevas posibilidades de aplicación tecnológica.

La investigación revela nuevos detalles sobre diminutos defectos en los materiales 2D, ayudando a los científicos a comprender cómo funcionan. Este conocimiento puede conducir a mejores formas de utilizar el hBN, mejorando áreas tecnológicas como la electrónica y la computación cuántica.